随着时代的进步，世界各国在深空探测领域积极的进行着更深入的探索，当前我国的航天发展规划的重心正在逐步向火星探测方向转移，火星深空信道模拟及可视化仿真系统的设计与实现对火星探测相关的航天活动有着非常积极的作用。　　本文先给出仿真系统实际功能需求和性能指标，在此基础上设计并实现了火星深空信道建模及可视化仿真系统，该系统主要分为两个模块，分别是负责信道建模的信道模拟单元和负责三维图像显示以及人机交互的任务在轨模拟单元。接着本文进一步将火星环境下信道建模划分为星际空间段信道和火星近地段信道，对传播路径损耗、多普勒频移、噪声以及火星环境等关键影响因素进行仿真分析，并最终给出了信道模型，为仿真系统中信道模拟单元的实现提供了理论支撑。然后，对信道模拟单元中信道计算模块、STK验证模块、CPCI驱动模块和硬件程控模块的设计与实现进行了详细的阐述，并给出了相应模块的具体运行流程、功能框图和实现细节。在给出任务在轨模拟单元的参数配置模块和远程控制模块技术方案和具体实现的同时，深入研究OpenGL关键技术，并着重分析对比透明物体的几种渲染算法，最后将深度剥离算法实际应用到了任务在轨模拟单元当中去，完美的实现了火星环绕器在轨实时三维图像动态可视化效果。　　最后，对火星深空信道模拟及可视化仿真系统进行了软硬件联调，结果表明整个软件系统与底层硬件协同工作良好，能够根据用户传入的信道参数对火星通信深空信道进行模拟并给出实时的火星环绕器任务在轨三维图像情况，所有指标符合设计要求，为以后深空通信仿真系统的研制奠定了基础。